在当前最新版本“JMP 17”中，它作为“预测配置文件”中的选项提供。 《设计空间简介》已添加此功能。
此功能允许“对 Y（响应）和 X（因子）之间的关系进行建模时，找到落在响应规格限制内的因子的矩形区域”然而，这个功能最初的目的是什么？设计空间到底是什么？我们将提供解释，包括以下问题：
“设计空间”是药物开发中使用的术语，该功能就是考虑到这一点而设计的。然而，我们相信即使那些不参与药物开发的人也会发现它很有用。
什么是设计空间？
在药物研发中，提倡QbD（Quality by Design）的理念。为了确保药品质量，其理念是在设计阶段正确理解和应对风险。作为这一概念起源的ICH-Q8指南（制剂开发）对设计空间的定义如下：写如下。
设计空间:
输入变量（例如原材料属性）和工艺参数的多维组合和相互作用已被证明可以确保质量。在此设计空间内操作不被视为变更。
该指南还提供了如何呈现设计空间的示例，如下所示。
来源：ICH-Q8 制剂开发指南
该图像显示了通过对制粒过程中影响片剂溶出速率的因素（添加剂的量、水含量）应用响应面模型来预测溶出速率值的等高线。洗脱率为80%以上的区域为曲线，在该区域内切出一个矩形区域作为设计空间。
使用案例
考虑以下具有两个响应和两个因素的示例。
响应（是）
溶解度(%) ：洗脱率，优选80%以上
含量均匀度(RSD%) ：含量均匀度（相对标准误差%），优选4%以下
系数 (X)
PSD d90(μm)：粒度分布的90%点(10-30)
崩解剂(%)：崩解剂百分比(1-3)
我们根据实验设计进行了实验，为每个Y拟合了一个响应面模型，并且满足Y规格范围的区域（白色部分）以轮廓轮廓显示。
设计空间的设置将根据管理策略并考虑实际情况。有一个好处是，在空间内操作不被视为改变，所以你要设置尽可能宽的空间。
如果你要剪掉最后一刻的区域，下面的绿色区域看起来会很好。
但需要注意的是，这里获得的等高线是相对于估计模型确定的预测值绘制的。预测存在预测误差。因此，人们相信，超出限制是危险的，而我本人也曾多次被客户问及这一点。
解决这个问题的一种方法是找到平均值（或预测）的置信区间，并根据其下限和上限构建一个区域，但在这里我们引入“设计空间剖面”。
使用“设计空间配置文件”
在设计空间剖面中，首先指定响应的 LSL（规格下限）和 USL（规格上限）。然后，以图形方式设置该系数的下限和上限或在输入框中输入，并考虑规格内的输出百分比和体积百分比。
符合规格的百分比：在给定因子当前限制设置的情况下，响应落在规格限制内的概率。
体积百分比：当第一个因子（在本例中，“PSD d90”）的面积为 10-30、“崩解剂”时，由于当前因子限制设置（“PSD d90”）而产生的面积的相对百分比' 为 1-3) 为 100%。如果将“崩解剂”缩小到 13 到 30 和 2.65 到 3，则面积将缩小到初始因子面积的 14.4% 左右）
此示例表明 Y 在 90.9% 的时间内处于规格范围内。
由于我们想增加一点概率，因此我们将 Disintegrant 的下限设置为 2.8 并缩小范围。左图显示了为每个因素设置规格限值时规格内的比例如何变化，因此最好在设置限值时查看这一点。
由于面积缩小，体积比下降到8%，但合格率却增加到95%。如果将该区域绘制为等高线，它将如下所示：
虽然这不是我们处于攻击边缘的区域，但考虑到预测误差，它似乎是一个安全区域，一个所谓的保守区域。像这样使用“设计空间配置文件”保守的设计空间可以建造。
您如何找到它符合规格的概率？
合格率通过蒙特卡罗模拟确定。因此，即使使用神经网络等复杂模型进行建模也可以获得。
模拟的主要步骤
- 生成大量均匀分布在因子域内的随机数（默认为 10,000）。其中，考虑设定系数规格限处的点（左下图：点组）。
- 对于每个绿点，将值代入响应面方程，并添加模型误差 (RMSE) 的标准差作为随机误差，以求出 Y 的预测值。
- 统计Y的预测值在规格限内的个数，并计算所有点的百分比。在右下图像中，绿点表示 Y 在规格限内，红点表示不在规格限内。
在 JMP 中，预测配置文件中有一个名为“模拟器”的选项，但这会在预定因素范围内生成随机数，并计算不属于规格限（不合格率）的 Y 百分比。另一方面，设计空间轮廓则相反。我们正在寻找兼容的比例。
如果有很多因素也没关系
到目前为止，为了便于解释，我们已经处理了一个双因素示例，但是当然具有三个或三个以上因素的案件也可以处理。下图显示了拟合三因素响应面模型时的设计空间剖面，除了前两个因素（“PSD D90”和“崩解剂”之外，还添加了比表面积（“比表面积”）作为因素”）。具有三个或更多因素时，很难使用二维轮廓线可视化矩形区域，因此此功能很有用。
在3个因子的情况下，Y的预测值是通过在3维因子区域生成均匀随机数得到的，如下左下图所示。
作者：Naohiro Masukawa（JMP 日本）
如果您能介绍如何使用设计空间配置文件的示例，将会很有帮助。
